数控机床与编程第四章

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1、第四章 数控车床的程 序编制4.1 数控车床程序编制的基础 4.1.1数控车床的工艺装备1、数控车床可转位刀具特点 表4 .1可转位车刀特点 要求 特 点 目 的 精度高 采用M级或更高精度等级的刀片； 多采用精密级的刀杆； 用带微调装置的刀杆在机外预调好 。 保证刀片重复定位精度，方便坐 标设定，保证刀尖位置精度。 可靠性 高 采用断屑可靠性高的断屑槽型或有 断屑台和断屑器的车刀； 采用结构可靠的车刀，采用复合式 夹紧结构和夹紧可靠的其他结构。 断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑 ； 适应刀架快速移动和换位以及整个 自动切削过程中夹紧不得有松动的 要求。换刀迅 速 采用车削工具系统； 采用快换小

2、刀夹。 迅速更换不同形式的切削 部件，完成多种切削加工 ，提高生产效率。 刀片材料 刀片较多采用涂层刀片。 满足生产节拍要求，提高 加工效率。 刀杆截 形 刀杆较多采用正方形刀杆， 但因刀架系统结构差异大， 有的需采用专用刀杆。 刀杆与刀架系统匹配。 4.1 数控车床程序编制的基础2、数控车床刀具的选刀过程 (1)机床影响因素 1）机床类型：数控车床、车削中心； 2）刀具附件： 刀柄的形状和直径，左切 和右切刀柄； 3）主轴功率； 4）工件夹持方式。 4.1 数控车床程序编制的基础(2)选择刀杆 4.1 数控车床程序编制的基础刀杆类型外圆加工刀杆内孔加工刀杆 柄部截面形状 刀杆尺寸柄部直径 D

3、 柄部长度 l1主偏角4.1 数控车床程序编制的基础选用刀杆时，首先应选用尺寸尽可能大 的刀杆，同时要考虑以下几个因素： 1）夹持方式； 2）切削层截面形状，即切削深度和进给量 ； 3）刀柄的悬伸。(3)刀片夹紧系统 刀片夹紧系统常用杠杆式夹紧系统 ，“杠杆式夹紧系统”图标如图4.4所示 4.1 数控车床程序编制的基础4.1 数控车床程序编制的基础1） 杠杆式夹紧系统 杠杆式夹紧系统是最常用的刀片夹紧方式 。其特点为：定位精度高,切屑流畅,操作 简便,可与其它系列刀具产品通用。 2）螺钉夹紧 系统特点：适用于小孔径内孔以及长悬 伸加 工4.1 数控车床程序编制的基础(4)选择刀片形状 4.1

4、数控车床程序编制的基础主要参数选择方法如下： 1） 刀尖角刀尖角的大小决定了刀片的强度。 在工件结构形状和系统刚性允许的前提 下，应选择尽可能大的刀尖角。通常这 个角度在35o到90o之间。 2） 刀片基本类型 4.1 数控车床程序编制的基础(5)工件影响因素 4.1 数控车床程序编制的基础“工件影响因素”图标 如图4.6所示。 选择 刀具时，必需考虑以下与工件有关的 因素：1）工件形状：稳定性； 2）工件材质：硬度、塑性、韧性、可能形成 的切屑类型； 3）毛坯类型：锻件、铸件等； 4）工艺系统刚性：机床夹具、工件、刀具等 ；4.1 数控车床程序编制的基础5）表面质量； 6）加工精度； 7）切

5、削深度； 8）进给量； 9）刀具耐用度。 (6)选择工件材料代码 4.1 数控车床程序编制的基础“选择工件材料代码”图标如图4.7所示。图4.7 选择工件材料代码表4.4 选择工件材料代码 加工材料组代码钢：非合金和合金钢 高合金钢 不锈钢，铁素体，马氏体P（蓝）不锈钢和铸钢：奥氏体 铁素体奥氏体M（黄）铸铁：可锻铸铁，灰口铸铁， 球墨铸铁K（红）NF金属：有色金属和非金属材料N（绿）难切削材料：以镍或钴为基体的热固性材料 钛，钛合金及难切削加工的高 合金钢S（棕）硬材料：淬硬钢，淬硬铸件和冷 硬模铸件，锰钢H（白）4.1 数控车床程序编制的基础(7)确定刀片的断屑槽型代码或ISO断屑范 围代

6、码 (8)选择加工条件脸谱 4.1 数控车床程序编制的基础机床，夹具和工件 系统的稳定性 加工方式 很好好不足 无断续切削加工表面已 经过粗加工 带铸件或锻件硬表层， 不断变换切深轻微的断 续切削 中等断续切屑 严重断续切削 4.1 数控车床程序编制的基础(9)选定刀具 1）选定刀片材料 2）选定刀具 4.1.2对刀 1、一般对刀 2、机外对刀仪对刀 3、自动对刀 4.1 数控车床程序编制的基础图4.11 相对位置检测对刀 图4.12 机外对刀仪对刀 图4.13 自动对刀4.1 数控车床程序编制的基础4.1.3数控车床的编程特点 1、加工坐标系 图4.14数控车床坐标系 4.1 数控车床程序编

7、制的基础 2、直径编程方式 3、进刀和退刀方式 图4.15 直径编程 图4 .16切削起始点的确定4.2数控车床的基本编程方法 4.2.1 F功能F功能指令用于控制切削进给 量。在程序 中，有两种使用方法。 1、 每转进给 量编程格式 G95 F 2、每分钟进给量 编程格式G94 F 4.2数控车床的基本编程方法4.2.2 S功能 S功能指令用于控制主轴转速。 编程格式 S 1、最高转速限制 编程格式 G50 S 2、恒线速控制 编程格式 G96 S 3、恒线速取消编程格式 G97 S4.2数控车床的基本编程方法4.2.3 T功能 编程格式 T 4.2.4 M功能 M00： 程序暂停，可用NC

8、启动命令（CYCLE START）使程序继续运行； M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效 ； M03：主轴顺时针旋转； 4.2数控车床的基本编程方法M04：主轴逆时针旋转； M05：主轴旋转停止； M08：冷却液开； M09：冷却液关； M30：程序停止，程序复位到起始位置 。4.2.5加工坐标系设置 编程格式 G50 X Z 4.2数控车床的基本编程方法G50 X128.7 Z375.1 4.2数控车床的基本编程方法4.2.6倒角、倒圆编程1、45倒角 2、 任意角度倒角 3、 倒圆角 4、任意角度倒圆角 4.2数控车床的基本编程方法 计算编程倒

9、角: GOOX32Z2 G01X40Z-2F0.1 G01Z-20 倒角指令倒角; GOOX0Z2 G01Z0F0.1 G01X40CHF=2.828 G01Z-204.2数控车床的基本编程方法G01 Z(W) Ii G01 X(U) Kk 4.2数控车床的基本编程方法例：G01 X50 C10X100 Z-100 编编程格式 G01 Z(W) Rr时，圆弧倒角情况 如图4.21a所示。 编编程格式 G01 X(U) Rr时，圆弧倒角情况 如图4.21b所示。a)Z轴向X轴 b)X轴向Z轴图4.21 倒圆角4.2数控车床的基本编程方法X50 R10 F0.2 X100 Z-1004.2数控车床

10、的基本编程方法例：加工图4.23所示零件的轮廓，程序如下：G00 X10 Z22G01 Z10 R5 F0.2 X38 K-4Z04.2数控车床的基本编程方法4.2.7刀尖圆弧自动补偿功能 图4.24 刀尖圆角R 图4.25刀尖圆角R造成的少切与过切 图4.26 刀尖圆角R的确定方法4.2数控车床的基本编程方法例：应用刀尖圆弧自动补偿 功能加工图4.27所示零件： 刀尖位置编码：3 N10 G50 X200 Z175 T0101 N20 M03 S1500 N30 G00 G42 X58 Z10 M08 N40 G96 S200 N50 G01 Z0 F1.5 N60 X70 F0.2 N70

11、 X78 Z-4 N80 X83 4.2数控车床的基本编程方法N90 X85 Z-5 N100 G02 X91 Z-18 R3 F0.15 N110 G01 X94 N120 X97 Z-19.5 N130 X100 N140 G00 G40 G97 X200 Z175 S1000 N150 M304.2数控车床的基本编程方法4.2.8单一固定循环 1、圆柱面或圆锥面切削循环 （1）圆柱面切削循环 4.2数控车床的基本编程方法4.2数控车床的基本编程方法4.2数控车床的基本编程方法编程格式 G90 X(U) Z(W) F 例：应用圆柱面切削循环功能加工图4.29所示零 件。 N10 G50 X

12、200 Z200 T0101 N20 M03 S1000 N30 G00 X55 Z4 M08 N40 G01 G96 Z2 F2.5 S150 N50 G90 X45 Z-25 F0.2 N60 X40 N70 X35 N80 G00 X200 Z200 N90 M304.2数控车床的基本编程方法（2）圆锥面切削循环 编程格式 G90 X(U) Z(W) I F X、Z- 圆锥面切削的终点坐标值； U、W-圆柱面切削的终点相对于循环起 点的坐标； I- 圆锥面切削的起点相对于终点的半径 差。4.2数控车床的基本编程方法例：应用圆锥面切削循环功能加工图4.30 所示零件。 G01 X65 Z2

13、 G90 X60 Z-35 I-5 F0.2 X50 G00 X100 Z200 4.2数控车床的基本编程方法2、端面切削循环 （1）平面端面切削循环 编程格式 G94 X(U) Z(W) F例：应用端面切削循环功能加工图4.31所示零件 。G00 X85 Z5G94 X30 Z-5 F0.2 Z-10Z-154.2数控车床的基本编程方法（2）锥面端面切削循环编程格式 G94 X(U) Z(W) K FX、Z- 端面切削的终点坐标值； U、W-端面切削的终点相对于循环起点 的坐标； K- 端面切削的起点相对于终点在Z轴方 向的坐标分量。 4.2数控车床的基本编程方法例：应用端面切削循环功能加工

14、图4.33所 示零件。G94 X20 Z0 K-5 F0.2Z-5Z-104.2数控车床的基本编程方法4.2.9复合固定循环 1、外圆粗切循环 图4.34 外圆粗切循环 4.2数控车床的基本编程方法编程格式：G71 U(d) R(e)G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 式中： d-背吃刀量； e-退刀量； ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号； nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号； u-X轴向精加工余量； w-Z轴向精加工余量； f、s、t-F、S、T代码。4.2数控车床的基本编程方法例：按图4.35所示尺寸编写外圆粗切循环加工程 序。N

15、10 G50 X200 Z140 T0101N20 G00 G42 X120 Z10 M08N30 G96 S120N40 G71 U2 R0.5N50 G71 P60 Q120 U2 W2 F0.25N60 G00 X40 /nsN70 G01 Z-30 F0.15 N80 X60 Z-60N90 Z-804.2数控车床的基本编程方法N100 X100 Z-90N110 Z-110N120 X120 Z-130 /nfN130 G00 X125 N140 X200 Z140N150 M02 4.2数控车床的基本编程方法2、端面粗切循环 编程格式 G72 U(d) R(e) G72 P(ns)

16、 Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 式中： d-背吃刀量； e-退刀量； ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号； nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号； u-X轴向精加工余量； w-Z轴向精加工余量； f、s、t-F、S、T代码。 4.2数控车床的基本编程方法4.2数控车床的基本编程方法例：按图4.37所示尺寸编写端面粗切循加 工程序。 N10 G50 X200 Z200 T0101N20 M03 S800N30 G90 G00 G41 X176 Z2 M08N40 G96 S120N50 G72 U3 R0.5N60 G72 P70 Q120 U2 W0.5 F0.2N70 G00 X160